তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা কি? এটি ফোটন এবং অন্যান্য উপ-পরমাণু কণার বৈশিষ্ট্য যা কিছু পরিস্থিতিতে তরঙ্গের মতো আচরণ করে এবং অন্যের অধীনে কণার মতো আচরণ করে।
পদার্থ এবং আলোর তরঙ্গ-কণার দ্বৈততা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, কারণ এটি সর্বোত্তমভাবে প্রমাণ করে যে "তরঙ্গ" এবং "কণা" এর মতো ধারণাগুলি, যা ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে সূক্ষ্ম কাজ করে, যথেষ্ট নয় কিছু কোয়ান্টাম বস্তুর আচরণের ব্যাখ্যা।
আলোর দ্বৈত প্রকৃতি 1905 সালের পরে পদার্থবিজ্ঞানে স্বীকৃতি লাভ করে, যখন আলবার্ট আইনস্টাইন ফোটন ব্যবহার করে আলোর আচরণ বর্ণনা করেছিলেন, যাকে কণা হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছিল। তারপর আইনস্টাইন কম বিখ্যাত বিশেষ আপেক্ষিকতা প্রকাশ করেন, যা আলোকে তরঙ্গ আচরণ হিসাবে বর্ণনা করে।
দ্বৈত আচরণ প্রদর্শনকারী কণা
সবচেয়ে ভালো, তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার নীতিফোটনের আচরণে পরিলক্ষিত হয়। এগুলি হল সবচেয়ে হালকা এবং ক্ষুদ্রতম বস্তু যা দ্বৈত আচরণ প্রদর্শন করে। বৃহত্তর বস্তুর মধ্যে, যেমন প্রাথমিক কণা, পরমাণু এবং এমনকি অণুগুলির মধ্যে, তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার উপাদানগুলিও লক্ষ্য করা যায়, তবে বড় বস্তুগুলি অত্যন্ত ছোট তরঙ্গের মতো আচরণ করে, তাই তাদের পর্যবেক্ষণ করা খুব কঠিন। সাধারণত, ধ্রুপদী মেকানিক্সে ব্যবহৃত ধারণাগুলি বৃহত্তর বা ম্যাক্রোস্কোপিক কণার আচরণ বর্ণনা করার জন্য যথেষ্ট।
তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার প্রমাণ
লোকেরা বহু শতাব্দী এবং এমনকি সহস্রাব্দ ধরে আলো এবং পদার্থের প্রকৃতি সম্পর্কে চিন্তা করে আসছে৷ তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি অবধি, পদার্থবিদরা বিশ্বাস করতেন যে আলো এবং পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই দ্ব্যর্থহীন হতে হবে: আলোও হতে পারে কণার একটি প্রবাহ বা একটি তরঙ্গ, বস্তুর মতো, হয় পৃথক কণার সমন্বয়ে গঠিত যা সম্পূর্ণরূপে নিউটনীয় বলবিদ্যার নিয়ম মেনে চলে, অথবা অবিচ্ছিন্ন, অবিচ্ছেদ্য মাধ্যম।
প্রাথমিকভাবে, আধুনিক সময়ে, স্বতন্ত্র কণার একটি প্রবাহ হিসাবে আলোর আচরণ সম্পর্কে তত্ত্ব, অর্থাৎ, কর্পাসকুলার তত্ত্ব, জনপ্রিয় ছিল। নিউটন নিজেও তা মেনে চলেন। যাইহোক, পরবর্তীকালে পদার্থবিজ্ঞানী যেমন হাইজেনস, ফ্রেসনেল এবং ম্যাক্সওয়েল এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে আলো একটি তরঙ্গ। তারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের দোলন দ্বারা আলোর আচরণ ব্যাখ্যা করেছিল এবং এই ক্ষেত্রে আলো এবং পদার্থের মিথস্ক্রিয়া শাস্ত্রীয় ক্ষেত্র তত্ত্বের ব্যাখ্যার অধীনে পড়েছিল।
যাইহোক, বিংশ শতাব্দীর শুরুতে, পদার্থবিজ্ঞানীরা এই সত্যের মুখোমুখি হয়েছিলেন যে প্রথম বা দ্বিতীয় ব্যাখ্যা করতে পারেনিসম্পূর্ণরূপে বিভিন্ন অবস্থা এবং মিথস্ক্রিয়া অধীনে হালকা আচরণের এলাকা কভার.
তার পর থেকে, অসংখ্য পরীক্ষা কিছু কণার আচরণের দ্বৈততা প্রমাণ করেছে। যাইহোক, কোয়ান্টাম বস্তুর বৈশিষ্ট্যের তরঙ্গ-কণার দ্বৈততার উপস্থিতি এবং গ্রহণযোগ্যতা বিশেষভাবে প্রথম, প্রথম দিকের পরীক্ষা দ্বারা প্রভাবিত হয়েছিল, যা আলোর আচরণের প্রকৃতি সম্পর্কে বিতর্কের অবসান ঘটিয়েছিল৷
ফটোইলেকট্রিক প্রভাব: আলো কণা দ্বারা গঠিত
ফটোইলেকট্রিক এফেক্ট, যাকে ফটোইলেকট্রিক এফেক্টও বলা হয়, হল পদার্থের সাথে আলোর (বা অন্য কোনো ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন) মিথস্ক্রিয়া করার প্রক্রিয়া, যার ফলস্বরূপ আলোক কণার শক্তি পদার্থ কণাতে স্থানান্তরিত হয়। আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব অধ্যয়নের সময়, ফটোইলেক্ট্রনের আচরণ ক্লাসিক্যাল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তত্ত্ব দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়নি।
হেনরিখ হার্টজ 1887 সালে উল্লেখ করেছিলেন যে ইলেক্ট্রোডগুলিতে উজ্জ্বল অতিবেগুনী আলো তাদের বৈদ্যুতিক স্পার্ক তৈরি করার ক্ষমতা বাড়িয়েছে। আইনস্টাইন 1905 সালে আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব ব্যাখ্যা করেছিলেন যে আলো নির্দিষ্ট কোয়ান্টাম অংশ দ্বারা শোষিত হয় এবং নির্গত হয়, যাকে তিনি প্রাথমিকভাবে আলোক কোয়ান্টা নামে অভিহিত করেন এবং তারপরে সেগুলোকে ফোটন বলে অভিহিত করেন।
1921 সালে রবার্ট মিলিকেনের একটি পরীক্ষা আইনস্টাইনের রায়কে নিশ্চিত করেছিল এবং এই সত্যের দিকে পরিচালিত করেছিল যে পরবর্তীটি ফটোইলেকট্রিক প্রভাব আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন এবং মিলিকান নিজেই প্রাথমিক কণার উপর তার কাজের জন্য 1923 সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন। এবং আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাবের অধ্যয়ন।
ডেভিসন-জার্মার পরীক্ষা: আলো একটি তরঙ্গ
ডেভিসনের অভিজ্ঞতা - জার্মার নিশ্চিত করেছেনআলোর তরঙ্গ-কণার দ্বৈততা সম্পর্কে ডি ব্রগলির অনুমান এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইন প্রণয়নের ভিত্তি হিসেবে কাজ করেছে৷
উভয় পদার্থবিজ্ঞানীই একটি নিকেল একক স্ফটিক থেকে ইলেকট্রনের প্রতিফলন নিয়ে গবেষণা করেছেন। সেটআপ, একটি ভ্যাকুয়ামে অবস্থিত, একটি নির্দিষ্ট কোণে একটি নিকেল একক ক্রিস্টাল গ্রাউন্ড নিয়ে গঠিত। একরঙা ইলেক্ট্রনের একটি রশ্মি সরাসরি কাটা সমতলের দিকে লম্বভাবে নির্দেশিত ছিল।
পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে প্রতিফলনের ফলে, ইলেকট্রনগুলি খুব বেছে বেছে বিক্ষিপ্ত হয়, অর্থাৎ, গতি এবং কোণ নির্বিশেষে সমস্ত প্রতিফলিত বিমে, তীব্রতার সর্বোচ্চ এবং মিনিমাম পরিলক্ষিত হয়। এইভাবে, ডেভিসন এবং জার্মার পরীক্ষামূলকভাবে কণাগুলিতে তরঙ্গ বৈশিষ্ট্যের উপস্থিতি নিশ্চিত করেছেন৷
1948 সালে, সোভিয়েত পদার্থবিজ্ঞানী V. A. Fabrikant পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করেন যে তরঙ্গের কার্যকারিতা শুধুমাত্র ইলেকট্রনের প্রবাহেই নয়, প্রতিটি ইলেক্ট্রনেও আলাদাভাবে অন্তর্নিহিত।
দুটি স্লিট নিয়ে জংয়ের পরীক্ষা
থমাস ইয়ং এর দুটি স্লিটের সাথে ব্যবহারিক পরীক্ষাটি একটি প্রদর্শন যে আলো এবং পদার্থ উভয়ই তরঙ্গ এবং কণা উভয়ের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে পারে।
যুং-এর পরীক্ষাটি কার্যত তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার প্রকৃতি প্রদর্শন করে, যদিও এটি 19 শতকের শুরুতে, দ্বৈতবাদের তত্ত্বের আবির্ভাবের আগেও প্রথম চালানো হয়েছিল।
পরীক্ষার সারমর্মটি নিম্নরূপ: একটি আলোর উৎস (উদাহরণস্বরূপ, একটি লেজার রশ্মি) একটি প্লেটের দিকে নির্দেশিত হয় যেখানে দুটি সমান্তরাল স্লট তৈরি করা হয়। স্লিটের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলো প্লেটের পিছনের পর্দায় প্রতিফলিত হয়।
আলোর তরঙ্গ প্রকৃতির কারণে আলোর তরঙ্গ স্লিটের মধ্য দিয়ে যায়মিশ্রণ, পর্দায় আলো এবং অন্ধকার রেখা তৈরি করে, যা ঘটবে না যদি আলো বিশুদ্ধভাবে কণার মতো আচরণ করে। যাইহোক, পর্দা আলো শোষণ করে এবং প্রতিফলিত করে, এবং আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব আলোর কর্ণপাসকুলার প্রকৃতির প্রমাণ।
পদার্থের তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা কী?
বস্তু আলোর মতো একই দ্বৈত আচরণ করতে পারে কিনা সেই প্রশ্নটি ডি ব্রগলি তুলে ধরেছিলেন। তিনি একটি সাহসী অনুমানের মালিক যে, নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে এবং পরীক্ষার উপর নির্ভর করে, শুধুমাত্র ফোটন নয়, ইলেকট্রনও তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা প্রদর্শন করতে পারে। ব্রগলি 1924 সালে শুধুমাত্র আলোর ফোটন নয়, ম্যাক্রো পার্টিকেলগুলির সম্ভাব্যতা তরঙ্গ সম্পর্কে তার ধারণা তৈরি করেছিলেন।
যখন অনুমানটি ডেভিসন-জার্মার পরীক্ষা ব্যবহার করে প্রমাণিত হয়েছিল এবং ইয়ং-এর ডাবল-স্লিট পরীক্ষার পুনরাবৃত্তি (ফটোনের পরিবর্তে ইলেকট্রন সহ), ডি ব্রোগলি নোবেল পুরস্কার পান (1929)।
এটা দেখা যাচ্ছে যে পদার্থও সঠিক পরিস্থিতিতে ধ্রুপদী তরঙ্গের মতো আচরণ করতে পারে। অবশ্যই, বড় বস্তুগুলি এত ছোট তরঙ্গ তৈরি করে যে তাদের পর্যবেক্ষণ করা অর্থহীন, তবে ছোট বস্তু, যেমন পরমাণু বা এমনকি অণুগুলি একটি লক্ষণীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রদর্শন করে, যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা কার্যত তরঙ্গ ফাংশনের উপর নির্মিত।
তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার অর্থ
তরঙ্গ-কণা দ্বৈত ধারণার মূল অর্থ হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ এবং পদার্থের আচরণকে একটি ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ ব্যবহার করে বর্ণনা করা যেতে পারে,যা তরঙ্গ ফাংশন প্রতিনিধিত্ব করে। সাধারণত এটি শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ। তরঙ্গ ফাংশন ব্যবহার করে বাস্তবতা বর্ণনা করার ক্ষমতা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কেন্দ্রবিন্দুতে।
তরঙ্গ-কণার দ্বৈততা কী প্রশ্নের সবচেয়ে সাধারণ উত্তর হল যে তরঙ্গ ফাংশন একটি নির্দিষ্ট স্থানে একটি নির্দিষ্ট কণা খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনাকে প্রতিনিধিত্ব করে। অন্য কথায়, একটি কণার ভবিষ্যদ্বাণীকৃত স্থানে থাকার সম্ভাবনা এটিকে একটি তরঙ্গে পরিণত করে, কিন্তু এর শারীরিক চেহারা এবং আকৃতি তা নয়।
তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা কি?
যদিও গণিত, যদিও অত্যন্ত জটিল উপায়ে, ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের উপর ভিত্তি করে সঠিক ভবিষ্যদ্বাণী করে, কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার জন্য এই সমীকরণগুলির অর্থ বোঝা এবং ব্যাখ্যা করা অনেক বেশি কঠিন। তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা কী তা ব্যাখ্যা করার একটি প্রচেষ্টা এখনও কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় বিতর্কের কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে৷
তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার ব্যবহারিক তাত্পর্য এই সত্যেও নিহিত যে যেকোন পদার্থবিজ্ঞানীকে অবশ্যই একটি খুব আকর্ষণীয় উপায়ে বাস্তবতা উপলব্ধি করতে শিখতে হবে, যখন স্বাভাবিক উপায়ে প্রায় কোনও বস্তু সম্পর্কে চিন্তা করা পর্যাপ্ত উপলব্ধির জন্য আর যথেষ্ট নয়। বাস্তবতার।
